DE3305242A1

DE3305242A1 - Pinole fuer den dorn eines schlauchkopfes zur herstellung von schlauchabschnitten oder schlaeuchen aus thermoplastischem kunststoff

Info

Publication number: DE3305242A1
Application number: DE3305242A
Authority: DE
Inventors: Rudolf 5204 Lohmar Maier
Original assignee: Battenfeld Fischer Blasformtechnik GmbH
Current assignee: Battenfeld Fischer Blasformtechnik GmbH
Priority date: 1983-02-16
Filing date: 1983-02-16
Publication date: 1984-08-16
Also published as: BR8400672A; JPH0378249B2; EP0118692A3; EP0118692A2; US4565515A; JPS59156721A; DE3471899D1; EP0118692B1; ATE34936T1

Description

Battenfeld Fischer Blasformtechnik GmbH, Hermann-Löns-Straße 7, 5204 Lohmar

Pinole für den Dorn eines Schlauchkopfes zur Herstellung von Schlauchabschnitten oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff

Die Erfindung betrifft eine Pinole mit axialer Anströmung für den Dorn eines einer Strangpresse bzw. einem Extruder nachgeschalteten Schlauchkopfes zur diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Herstellung von Schlauchabschnitten oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff,. die in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse des Schlauchkopfes an der Stirnfläche des inneren Gehäuseteils befestigt ist sowie zwischen dieser und dem von ihr getragenen Dorn mindestens eine vom Anströmkanal her in Auswärtsrichtung durchströmbare Verteilebene für die Kunststoffschmelze bildet, welche durch einen glockenartigen Ringspalt in. den Abflußkanal zwischen dem Gehäuse und dem Dorn mündet.

Durch die DE-AS 17 53 883 ist bereits ein Schlauchkopf zur Herstellung von Schlauchabschnitten bekannt, der im Gehäuse einen durch Stege gehaltenen Kern, eine zu diesem Kern zentrale Materialzuführung und eine Ringdüse sowie einen durch einen koaxial zum Kern verschiebbaren Ringkolben entleerbaren Speicherraum aufweist, in den ein koaxial zum Speicherraum angeordneter Zuführungskanal münd.ot. Bei diesem Schlauchkopf sind in Fließrichtung des Materials der ringförmige Zuführungskanal und der ringförmige Speicherraum nach den Stegen angeordnet.

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Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung des Materials erreicht, so daß Fließlinien, Schwächezonen o. dgl., die auf durch die Stege verursachte Druck- und Geschwindigkeitsänderungen zurückzuführen sind, als Folge der Lagebeziehung der den Dorn haltenden Stege zum ringförmigen Zuführungskanal sowie dem Speicherraum, der vom Ringkolben beaufschlagt wird, wesentlich verringert werden.

Die durch die als Distanzglieder wirkenden Stege verursachen Auswirkungen auf Fließwiderstände und Relaxationseigenschaften der thermoplastischen Kunststoffschmelze können jedoch - wie die praktische Erfahrung gezeigt hat - nur mit großem Aufwand vollständig elliminiert werden. Die beim Zusammenfließen der in Umfangsrichtung nebeneinanderliegenden Teilströme entstehenden Stoßstellen können auch hier noch nach dem Austritt des Schlauchabschnittes oder Schlauches aus der Ringdüse sowie beim anschließenden Weiterverarbeiten desselben durch Blasformung nachteilig in Erscheinung treten. Diese Unzulängslichkeiten stellen sich um so eher ein, je jöher das mittlere Molekulargewicht des verarbeiteten thermoplastischen Kunststoffes ist, und zwar deshalb, weil die betreffenden Kunststoffe das Bestreben haben, einen einmal eingeschlagenen Fließweg sehr unbeirrbar beizubehalten und daher auch nach stattgefundener Vereinigung der Teilströme eineroptimalen Homogenisierung im Stoßstellcnbcreich Widerstand leisten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Pinole mit axialer Annurö-un.cj für den Dorn eines einer Strangpresse bzw. ο inen; KÄvruJor r.arhqcrciinl tet-cn Schlauchkopfcs der gattunqsgc- :r.ä3en Art .:ur diskontinuierlichen oder auch kontinuierlichen Herstellung vcn Schlauchabschnitten oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff zu schaffen, welche in den einzelnen Verteilebenen die Ausbildung von in Umfangsrichtung voneinander getrennten Teilströnien sicher verhindert. '

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Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 auf einfache Weise dadurch erreicht, daß jede Verteilebene vom Anströmkanal ausgehende, innere Begrenzungsflächen mit einem durch eine Herzkurve bestimmten, zumindestens aber herzkurvenartigen, symmetrischen Verlauf aufweist. Dabei ist es nach Anspruch 2 weiterhin von erfindungswesentlicher Bedeutung, daß die Herzkurve sich mit ihrer Mulde· etwa tangential an den Umfang des Anströmkanals anschließt.

Der wesentliche Vorteil einer solchen Ausbildung der Pinole besteht darin, daß die zur Bildung der Verteilebenen notwendigen Distanzhalteelemente von einem unmittelbar an den Anströmkanal anschließenden, massiven Kernbereich gebildet werden, um den herum die thermoplastische Kunststoffschmelze in einem geschlossenen - also ungeteilten - Ringstrom zum glockenartigen Ringspalt und in den Abflußkanal getrieben wird.

Bewährt hat es sich erfindungsgemäß nach Anspruch 3, daß mindestens zwei Verteilebenen mit Abstand hintereinander liegen und jeweils durch sich glockenartig übergreifende Ringspalte in einen gemeinsamen Abflußkanal münden.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht nach Anspruch 4 darin, daß sämtliche Vcrtcilebcnen einen gemeinsamen, zentralen Anströmkanal haben. Durch die axiale Anströmung der den Verteilebenen zugeordneten Herzkurven ergeben sich in diesen zwischen der Anströmachse und der dieser am nächsten liegenden Abströmstelle am Umfang der Pinole sowie 'dieser Anströmachse und der davon am weitesten entfernt liegenden Abströmstelle am Umfang der Pinole Wecivetrhültn.i r.so, die im Bereich von 1 : 2 bis 1 : 4 gelegen sind. Ks wird daher eine enge Bandbreite für die Fließwege der thermoplastischen Kunststoffschmelze gewährleistet, so daß sich deren Aufenthaltszeiten innerhalb der Fließwege beträchtlich verringern und sich damit vorteilhafte Auswirkungen auf

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die Fließwiderstände und die Relaxationseigenschaften der Kunststoffschmelze einstellen.

Nach Anspruch 5 wird ein' Erfindungsmerkmal auch darin gesehen, daß im Anströmkanal zwischen den Verteilebenen eine Drosselvorrichtung für abstimmbaren Schmelzefluß angeordnet ist.

Nach Anspruch 6 liegt es auch im Rahmen der Erfindung, daß mindestens jeweils zwei unmittelbar hintereinanderliegende Verteilebenen von verschiedenen axparallelen Anströmkanälen gespeist 'sind. In diesem Falle kann nach Anspruch 7 in jedem der Anströmkanäle eine Drosselvorrichtung für abstimmbaren Schmelzefluß vorgesehen sein.

Als Folge der nichtzentralen Anströmung der einzelnen Verteilebenen· ergeben sich zwar jeweils etwas größere Wegeverhältnisse der nahen und der fernen Abströmstelle zur Anströmstelle der Pinole. Es wird jedoch hier der Vorteil erreicht, daß der Längsmittelbereich des Schlauchkopfes frei ist und zur Unterbringung besonderer Maschinenteile und/oder Flüssigkeits-, Gas- oder Elektroleitungen oder auch für andere Durchführungen benutzt werden kann.

Bewährt hat es sich, wenn gemäß Anspruch 8 die Symmetrieebene der in den verschiedenen Veteilebenen liegenden Herzkurven um die Längsachse des Pinolenkörpers winkelverdreht angeordnet sind. Dabei ist es besonders empfehlenswert, gemäß Anspruch 9 die Herzkurven in zv/ei unmittelbar hintereinander liegenden Verteilebenen um 180 ° gegeneinander verdreht anzuordnen.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Pinole bietet die besonders vorteilhafte Möglichkeit, daß nicht nur eine oder zwei, sondern auch mehr, bspw. drei, vier und sechs Verteilebenen für die thermoplastische Kunststoffschmelze hintereinander im

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im Schlauchkopf untergebracht werden können, ohne daß dessen Durchmesser vergrößert werden müßte. Daraus ergibt sich, daß mit steigender Verteilebenenanzahl die Vergleichmäßigung der Schmelzeströme in Umfangsrichtung optimiert werden kann.

Als ein besonders wichtiges Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung hat sich nach Anspruch 10 erwiesen, daß neben dem von der Mulde ■ der Herzkurve abgewendeten Umfangsbereich des Anströmkanals in die Verteilebene ein Strömungsteilorgan hineinragt, das - vorzugsweise symmetrisch - auf der Symmetrieebene der Herzkurve angeordnet und/oder ausgebildet ist. Bewährt hat sich ferner, wenn nach Anspruch 11 das Strömungsteilorgan als.normal zur Verteilebene verstellbarer Nocken mit dem Umfangsbereich des Anströmkanals zugewendeter Schneide gestaltet ist.

Nach Anspruch 12 ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Strömungsteilorgan bzw. dar Nocken einen strömungsgünstigen, z. B. schiffchen- oder rombenförmigen Querschnitt aufweist, während es bzw. er gemäß Anspruch 13 aus einer Begrenzungsfläche der Verteilebene vorsteht, aber mit - vorzugsweise einstellbarem Abstand von der gegenüberliegenden Begrenzungsflache derselben endet.

Eine andere Weiterbildungsmöglichkeit für eine erfindungsgemäße Pinole wird nach Anspruch 14 dadurch erreicht, daß wenigstens neben dem von der Mulde der Herzkurve abgewendeten Umfangsbereich des Anströmkanals die Verteilebene ein Drosselorgan hineinragt. /Dabei besteht gemäß Anspruch 15 die Möglichkeit, das Drossel-

/ organ ortsfest, aber auswechselbar, an einer Begrenzungsfläche / der Verteilebene anzuordnen.

In fertigungstechnischer Hinsicht ist nach Anspruch 16' zu empfehlen, die Vertehlebene durch normal zur Anströmrichtung in den Umfang des Pinolenkörpers hineinragende Nuten oder Spalte

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zu bilden und dabei auf den Umfang des Pinolenkörpers jeweils zwischen der einen Begrenzungsfläche einer Verteilebene und der anderen Begrenzungsfläche der nächsten Verteilebene einen glockenartig geformten Strömungsleitkörper vorzusehen.

Nach Anspruch 17 wird ein Ausbildungsmerkmal der Erfindung auch darin gesehen, daß zwischen dem Ende des Pinolenkörpers und dem von diesem getragenen Dorn ein Drosselring koaxial und lösbar angeordnet werden kann. Mittels dieses Drosselrings läßt sich der gemeinsame Abflußkanal zwischen dem Gehäuse und dem Dorn in seinem Durchflußquerschnitt bedarfsabhängig beeinflussen. Hierzu ist es nach Anspruch 18 zweckdienlich, daß der Drosselring durch Stellglieder wenigstens partiell in Radialrichtung elastisch verdrückbar angeordnet und/oder ausgebildet ist.

Die nach Anspruch 5 vorgeschlagene Drosselvorrichtung kann gemäß Anspruch 19 aus einer ortsfesten Querschnittseinschnürung zwischen den Verteilebenen im Anströmkanal und aus einem der letzten Verteilebene zugeordneten, verschiebbaren Kolben mit schräger Endfläche bestehen. Hierbei ist vorgesehen, daß nach Anspruch 20 der Kolben vom freien Ende des Schlauchkopfes her über mit Differentialgewinde arbeitende Stellorgane und eine Stange begrenzt axial beweglich ist.

Weitere Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung werden nachfolgend an in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt hierbei

Fig. 1 im Längsschnitt einen Speicher- bzw. Stau-Schlauchkopf einer Strangpresse bzw. eines Extruders zur Herstellung von Schlauchabschnitten oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff mit eingebauter Pinole und davon getragenem Dorn,

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Fig. 2 den aus dem Speicher- bzw. Stau-Schlauchkopf ausgebauten Pinolenkörper in einer dem Pfeil II-II in Fig. 1 entsprechenden Seitenansicht,

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III durch den Pinolenkörper nach Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV durch den Pinolenkörper nach Fig. 2,

Fig. 5 einen der Fig. 1 entsprechenden Längsschnitt durch eine abgewandelte Bauart eines Speicher- bzw. Stau-Schlauchkopfes, während

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5 und

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Fig. 5 wiedergibt.

Der in Fig. 1 dargestellte Schlauchkopf 1 ist als Stau- bzw. Speicher-Schlauchkopf ausgebildet, der sich zur Herstellung von Schlauchabschnitten aus thermoplastischem Kunststoff eignet. Er hat ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse 2, an dessen freiem Ende ein sich innen konisch verjüngendes Mundstück 3 befestigt ist, welches wiederum den Düsenring 4 einer Ringdüse trägt.

Im innen zylindrischen Längenbereich des Gehäuses ist begrenzt längsschiebbar ein Ringkolben 6 geführt. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ferner ein Dorn.7 gehalten, der den Düsenring 8 trägt, welcher mit dem Düsenring 4 die Ringdüse 5- und deren ringförmigen Düsenspalt 9 bildet. Ein Ringkörper 14 ist zwischen dem Dorn 7 und einem koaxial und ortsfest im Gehäuse 2 sitzenden Pinolenkörper 11 angeordnet.

Zwischen dem Dorn 7 und dem Ringkolben 6 ist ein koaxialer Ringspalt 17 gebildet, der in einen Speicherraum 18 einmündet, der wiederum vom Dorn·-7, vom Gehäuse 2 und von der Stirnfläche 19 des

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Ringkolbens 6 begrenzt ist und in das Düsenmundstück 3 übergeht.

Eine koaxiale Bohrung 20 im Gehäuse 2 wird über eine Tülle 21 von der Strangpresse bzw. dem Extruder mit thermoplastischer Kunststoffschmelze versorgt. Die Bohrung 20 mündet in eine koaxiale Bohrung 30 des Pinolcnkörpers 11 ein.

In den Umfang des Pinolenkörpers 11 sind in rechtwinklig zu seiner Längsachse 31-31 verlaufenden Ebenen 32-32 und 33-33 Nuten oder Schlitze 34 und 35 eingeformt, bspw. eingefräst, die an verschiedenen Stellen des Umfangs unterschiedliche Tiefe haben. Dabei ist besonders deutlich aus den Figuren 3 und 4 die unterschiedliche Tiefe der Nuten oder Schlitze 34 und 35 relativ zum Umfang des Pinolenkörpers 11 erkennbar.

Zu sehen ist in den Figuren 3 und 4 auch, daß die Nuten bzw. Schlitze 34 und 35 relativ zu einer durch den Pinolenkörper 11 gelegenen Radialebenen 36-36 jeweils spiegelbildlichen Verlauf haben und ihre innere Begrenzung, bezogen auf die jeweilige Radialebene 36-36, von einer Herzkurve 37 bzw. 38 begrenzt ist. Die Spitze 39 der Herzkurve 37 und die Spitze 40 der Herzkurve 38 liegt jeweils annähernd am Außenumfang des Pinolenkörpcrs 11, d. h. an dieser Stelle haben die Nuten oder Schlitze 34 und 35 jeweils die Minimaltiefe.

Die beiden Herzkurven 37 und 38 zur inneren Begrenzung der Nuten oder Schlitze 34 und 35 in den beiden Verteilebenen 32-32 und 33-3 3 sind zueinander um 180 ° verdreht im Pinolenkörper 11 ausgebildet, wie das die Figuren 3 und 4 deutlich erkennen lassen.

Aus den Figuren 3 und 4 geht des weiteren hervor, daß die Ilerzkurven 37 und 38 eine Kontur haben, die sich im Bereich der jeweil?

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der Spitze 39 bzw. 40 gegenüberliegenden Mulde 41 bzw. 42 etwa tangential an den Umfang der Bohrung 30 anschließt und dort ein Durchlaß 43 bzw. 44 von der Bohrung 30 in die Nut 34 bzw. 35 gebildet ist.

Im Bereich zwischen den verschiedenen Verteilebenen 32-32 und 33-33 übereinanderliegenden Nuten bzw. Schlitze 34 und 35 kann die Bohrung 30 im Pinolenkörper 11 mit einer Querschnittseinschnürung 45 versehen sein, wie das deutlich der Figur 1 zu entnehmen ist.

Zwischen der Begrenzungsfläche 46 der Nut bzw. des Schlitzes 34 und der Begrenzungsfläche 47 der Nut bzw. des Schlitzes 35 ist auf dem Umfang des Pinolenkörpers 11 ein glockenförmiger Strömungsleitkörper 48 vorgesehen, dessen Außenmantel mit dem ebenfalls glockenförmig konturxerten Innenmantel der Verlängerung 24 des'inneren Gehäuseteils 22 einen glockenartigen Ringspalt 49 begrenzt, der von der Nut oder dem Schlitz 34 in den Ringspalt 17 einmündet. Der Innenmantel des glockenartigen Strömungsleitkörpers 48 bildet hingegen mit einer Konusfläche 50 des Pinolenkörpers 11, welche sich an die Begrenzungsfläche 51 der Nut bzw. des Schlitzes 35 anschließt, einen Ringspalt 52, der von dem Schlitz bzw. der Nut 35 ebenfalls in den Ringspalt 17 einmündet. Dabei ist aus Fig. 1 erkennbar, daß der Durchlaßgüerschnitt der beiden sich glockenartig übergreifenden Ringspalte 49 und 52 kleiner bemessen ist als der Durchlaßquerschnitt der in den beiden Verteilebenen 32-32 und 33-33 hintereinanderliegenden Schlitze bzw. Nuten 3 4 und 35.

In den Fig. 1 und 3 ist dargestellt, daß aus der strömungsaufwärtigen Begrenzungsfläche 5 3 des Schlitzes bzw. der Nut 34 des Pinolenkörpers 11 neben dem von der Mulde 41 der Herzkurve 3 7 abgewendeten Umfangsbereich der Bohrung 30 in den Schlitz bzw. die Nut 34 ein Strömungsleitorgan 54 hineinragt.

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Dieses Strömungsleitorgan 54 ist dabei symmetrisch auf der Symmetrieebene 36-36 der Herzkurve 37 angeordnet und vorteilhäfterweise in Normalrichtung zur Ebene 32-32 des Schlitzes bzw. der Nut 34 verstellbarer Nocken mit rhombenförmigem Querschnitt gestaltet, wie das deutlcih die Fig. 3 erkennen läßt. Das Strömungsleitorgan 54 ist am freien Ende eines Schraubgliedes 55 ausgebildet und kann mit dessen Hilfe vor dem Einbau des Pinolenkörpers 11 in seiner Reltaivlage zum Schlitz bzw. zur Nut 34 justiert werden. In jedem Falle erhält aber die freie Stirnfläche des Strömungsleitorgans 54 einen Abstand von der strömungsabwärtigen Begrenzungsfläche des Schlitzes bzw. der Nut 34, und es ist außerdem wichtig, daß immer eine Schneide seines rhombenförmigen Querschnitts auf der Symmetrieebene 36-36 der Herzkurve 37 der Durchlaßöffnung 43 zugewendet ist.

Auch von der strömungsaufwärtigen Begrenzungsfläche 47 des Schlitzes bzw. der Nut 35 in der zweiten Ebene 33-33 ragt ein Strömungsleitkörper 56 in den Durchlaßquerschnitt des Schlitzes bzw. der Nut 35. Er ist ebenfalls als im Querschnitt rhombenförmiger Nocken gestaltet und in Normalrichtung zur Ebene 33-33 über eine Schraube 57 justierbar im Pinolenkörper 11 gehalten. Das Strömungsleitorgan 5 6 befindet sich an der der Mulde 42 der Herzkurve 38 gegenüberliegenden Umfangsseite der Bohrung 30 in der Austrittsöffnung 44, und zwar liegt es.ebenfalls symmetrisch auf der Symmetrieebene 36-36 der Herzkurve 38. Auch hier wird die Einstellung immer so vorgenommen, daß eine Schneide des rhombenförmigen Nocken— querschnitts auf der Symmetrieebene 36-3 6 der Durchlaßöffnung 44 zugewendet ist, und daß das freie Ende des Strömungsleitorgans 5 6 mit einem gewissen Abstand von der strömungsabwärtigen Begrenzungsflache 51 des Schlitzes bzw. der Nut 35 liegt.

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In Fig. 1 der Zeichnung ist noch zu sehen, daß durch das Ankerrohr 10 des Dorns 7 vom freien Ende des Schlauchkopfes 1 her über mit Differentialgewinde arbeitende Stellorgane 58 eine Stange 5 9 begrenzt axial beweglich ist, die an ihrem oberen Ende einen Kolben 60 trägt, welcher mit einer abgeschrägten Endfläche 61 bis an den Schlitz bzw. die Nut 35 heranreicht, die sich im Pinolenkörper 11 in der unteren'Ebene 33-33 befindet.

Durch unterschiedliche Axialeinstellung des Kolbens 60 kann hinter der Einschnürung 45 der Durchlaßquerschnitt der Bohrung 30 zum Schlitz bzw. zur Nut 35 verliert werden.

In Fig. 1 ist schließlich durch strichpunktierte Linien noch angedeutet, daß am Pinolenkörper 11 wenigstens neben dem von der Mulde 41 der Herzkurve 3 7 abgewendeten Umfangsbereich der Bohrung 30 in den Schlitz bzw. die Nut 34 ein Drosselorgan hineinragen kann. Dieses Drosselorgan 62 ist dabei vorzugsweise ortsfest, aber auswechselbar an der stromaufwärtigen Begrenzungsfläche 53 des Schlitzes bzw. der Nut 34 vorgesehen. Desgleichen ist in Fig. 1 durch strichpunktierte Linien angedeutet, daß der zwischen dem Mantelrohr 13 des Domes 7 und der Stirnfläche des Pinolenkörpers .11 eingespannte Distanzring 14 eine Profilierung erhalten kann, bei welcher er als Drosselkörper 63 in den Ringspalt 17 zwischen dem Dorn 7 und dem Innenmantel des Ringkolben 6 hineinragt.

Beim Betrieb des Schlauchkopfos 1 nach den Fig. 1 bis 4 wird die von der Strangpresse bzw. dem Extruder kommende thermoplastische Kunststoffschmelze durch die Tülle 28 der Bohrung 27 des Zugdornes 25 zugeführt, von wo sie durch die Bohrung des inneren Gehäuseteils 25 dor Bohrung 30 im Pinolenkörper 11 zufließt.

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Durch die axiale Einstellung des Zugdornes 25 wird unter Vermittlung des inneren Gehäuseteils 22, des Pinolenkörpers 11 und des Dorns 7 die Einstellung des Ringspaltes 9 der Ringdüse 5 bestimmt, weil hierdurch die Relativlage zwischen ^xdem Düsenring 4 und dem Düsenkern 8 bestimmt werden kann.

Unabhängig von der jeweiligen Axialstellung des Zugdornes 25 und somit auch aller innerhalb des Gehäuses 2 an diesen angeschlossenen Funktionselemente, bilden die Bohrungen 27, 29 und 30 einen zentralen, axialen Anströmkanal für die thermoplastische Kunststoffschmelze zum Pinolenkörper 11 hin.

Im Pinolenkörper 11 werden dann aus der als zentraler Anströmkanal wirkenden Bohrung 30 die in den beiden ebenen 32-32 und 33-33 liegenden und in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitze bzw. Nuten 34 und 35 gespeist. Der gleichmäßigen Verteilung der thermoplastischen Kunststoffschmelze in die beiden Schlitze bzw. Nuten 34 und 35 ist dabei die Querschnittseinschnürung in der Bohrung 30 dienlich, welche gemäß Fig. 1 zwischen den beiden Verteilebenen 32-32 und 33-33 liegt.

Die thermoplastische' kunststoffschmelze tritt aus der den zentralen, axialen Anströmkanal bildenden Bohrung 30 jeweils seitwärts durch die Durchlässe 43 und 44 in die in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitze bzw. Nuten 34 und 35 ein. Dabei trifft ein Teil der thermoplastischen Kunststoffschmelze schon im Durchlaß 43 bzw. 44 auf das Strömungsteilorgan 54 bzw. 56.

Von der dem Durchlaß 4 3 bzw. 4 4 zugewendeten Schneide und den von dieser aus spitzwinklig divergierenden Flächen des Strömungsteilorgans 54 bzw. 56 werden zwei Anteile der aus dem Durchlaß 43 bzw. 44 austretenden, thermoplastischen Kunststoffmasse seitwärts so abgelenkt, daß sie sich entlang der Herzkurve 37 bzw. 38 zunächst über einen bestimmten Streckenabschnitt

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voneinander weg und dann wieder aufeinander zu bewegen, während sie gleichzeitig radial nach auswärts zum glockenförmigen Ringspalt 49 bzw. 52 hin fließen.

Ein dritter Anteil der aus dem Durchlaß 43 bzw. 44 austretenden thermoplastischen Kunststoffmasse fließt jedoch unter dem Strömungsteilorgan 54 bzw. 56 hindurch, und zwar im wesentlichen radial nach auswärts. Bezogen auf die Längsmittelachse der als Antrömkanal wirkenden Bohrung 30 des Pinolenkörpers 11 bewegt sich also der unter Einfluß unter dom Strömungsteilorgan 54 bzw. 56 hindurchfließende Anteil der thermoplastischen Kunststoffmasse zu einer nahen Abströmstelle am Umfang des Pinolenkörpers 11, während die beiden jeweils seitwärts abgelenkten Anteile derselben entlang der Herzkurve 37 bwz.

38 sowie gleichzeitig radial nach auswärts fließen, wobei

der längste Fließweg und damit die ferne Abströmstelle jeweils durch die Spitze 39 bzw. 40 der Herzkurve 37 bzw. 38 bestimmt ist.

Die Formgestaltung der Herzkurve 37 und 38 ist jeweils so gewählt, daß das Verhältnis zwischen der nahen Abströmstelle und der fernen Abströmstelle im Bereich zwischen 1:2 bzw. 1:4 liegt. Als nahe Abströmstelle ist dabei, bezogen auf die Symmetrieebene 36-36 der Herzkurve 37 bzw. 38 derjenige Umfangsbereich des Pinolenkörpers 11 anzusehen, welcher der Ausströmöffnung 4 3 bzw. 44 benachbart ist, während die ferne Abströmstelle durch die auf der Symmetrieebene 36-36 liegende Spitze

39 bzw. 40 der Herzkurve 37 bwz. 38 bestimmt ist.

Die besondere Ausgestaltung dos Pinolenkörpors 11 im Bereich seiner Verteilebenen 32-32 und 33-33 stellt einerseits sicher, daß ein über den gesamten Um (rang ungeteilter sowie gleichmäßiger Massestrom des·thermoplaste sehen Kunststoffs in die glockenartigen Ringspalte 49.und 52 geleitet wird. Anderer-

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seits wird durch die enge Bandbreite für die Fließwege der thermoplastischen Kunststoffmassen die Bandbreite der Aufenthaltszeit im Bereich des Pinolenkörpers beträchtlich vermindert, so daß sich positive Auswirkungen bezüglich der Fließwiderstände und Relaxationseigenschaften orgeben.

Das Fließverhalten der thermoplastischen Kunststoffschmelze in den Schlitzen bzw- Nuten 34 und 35 des Pinolenkörpers 11 kann auch dadurch beeinflußt werden, daß anstelle des oder zusätzlich zum Strömungsteilorgan 54 bzw. 56 der strömungsaufwärtigen Begrenzungsfläche 53 bzw. 57 des Schlitzes bzw. der Nut 34 bzw. 35 das Drosselorgan 62 vorgesehen wird. Dieses Drosselorgan 62 kann dabei ortsfest aber auswechselbar vorgesehen werden und wenigstens neben dem von der Mulde 41 bzw. 42 der Herzkurve 37 bzw. 38 abyewendeten Umfangsbereich der als Anströmkanal dienenden Bohrung 30, wie das in Fig. durch die strichpunktierten Linien angedeutet ist.

Es sei noch erwähnt, daß der Pinolenkörper 11 ausschließlich durch entsprechende Variation seiner Längenabmessung, also ohne Änderung seines Durchmessers, auch mit mehr als zwei, bspw. mit drei, vier oder auch sechs Verteilebenen versehen werden kann, wobei sich mit steigender Anzahl der Verteilebcnen eine immer bessere Rundumverteilung und Homogenisierung der Schmelzströme bie ihrem Eintritt in den Ringspalt 17 erreichen läßt. Diese Homogenisierung kann, besonders dann, wenn nur wenige bspw. nur zwei, Vertoilebenen vorhanden sind, auch dadurch begünstigt worden, daß mit geringem Abstand hinter der Mündung des letzten glockenförmigen Ringspaltes 52, und zwar- im -Bereich des Distanzringer-; 14 im Ringspalt 17 eine kurze Querschnitts-Drcsselstrecke 63 ausgebildet wird. Hierzu kann der Distrinzring 1Ί aus elastisch verformbarem Material, z. B. dünnem Federstahl, bestehen sowie mittels Stellgliedern, bspw. Schrauben 64, wenigstens partiell in Radialrichtung verdrückbar angeordnet werden.

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Erwähnt sei auch noch, daß durchaus die Möglichkeit besteht, den einzelnen Verteilebenen 32-32 und 33-33 des Pinolenkörpers 11 jeweils mehr als ein Strömungsteilorgan 54 bzw. 56 zuzuordnen und, bezogen auf die Symmetrieebene 36-36 der Herzkurve 37 und 38 symmetrisch gestaffelt vorzusehen. Wichtig ist dabei aber in jedem Falle, daß die Strömungsteilorgane eine Anordnung und Ausbildung haben, die dem Entstehen voneinander getrennter Masseströme entgegenwirkt.

Eine Variation der Masseströme durch die verschiedenen Verteilebenen 32-32 und 33-33 läßt sich ohne Durchführung von irgendwelchen Demontagearbeiten dadurch bewirken, daß der der Verteilebene 33-33 zugeordnete Kolben 60 und damit dessen geneigte Stirnfläche 61 in seiner axialen. Lage' vom freien Ende des Schlauchkopfes 1 her justiert wird.

Der in Fig. 5 dargestellte Schlauchkopf 101 weist den gleichen Grundaufbau auf, wie der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schlauchkopf 1. Deshalb sind auch die baulich bzw. funktionell übereinstimmenden Teile beim Ausführungsbeispiel· nach Fig. 5 mit den gleichen, jedoch numerisch um 100 erhöhten Bezugszahlen versehen.

Der wesentliche Unterschied des .Schlauchkopfes 101 nach Fig. gegenüber dem Schlauchkopf 1.nach Fiq. 1 besteht darin, daß anstelle eines gemeinsamen zentralen, axialen Anströmkanals für die verschiedenen Verteilebenen 32-32 und 33-33 des Pinolenkörpers mehrere achsparallel zueinander und zur Längsmittelachse des Schlauchkopfes 101 verlaufende Anströmkanäle 130' und 130" vorhanden sind, die einzeln, z. B. jeweils durch ein eigenes Drosselorgan 160, für den Schmelzefluß abstimmbar sind.

Eine solche Ausgestaltung für den Schlauchkopf 101 wirkt sich dann vorteilhaft aus, wenn er. erwünscht oder gar erforderlich ist, im Bereich der Längsmitte!achse desselben besondere Maschi-

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nenteile oder auch Wasserkühlungs- bzw. LuCtkanälo und andere Durchführungen unterzubringen.

Die seitlich aus der Längsmittelachse des Schlauchkopfes 1 versetzte Anordnung der Anströmkanäle 130' und 130" führt zwar gegenüber einer Ausführung mit zentraler, axialer^Anordnung der Anströmkanäle zu einer Vergrößerung der Wegeverhältnisse zwischen der nahen und der fernen Abströmstelle am Umfang des Pinplenkörpers 111. Jedoch ist auch hier die Bandbreite für die Fließwege und damit für die Aufenthaltzeiten noch so gering, daß sich günstige Auswirkungen auf die Fließwiderstände und Relaxationseigenschaften der thermoplastischen Kunststoffschmelze einstellen.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Schlauchkopfes 101 ist als in der Längsmittelachse desselben angeordnetes Maschinenteil eine Schubstange 164 gezeigt, mit deren Hilfe sich der Düsenkern 108 relativ zum Düsenring zwecks Einstellung des Düsenspaltes 109 der Ringdüse 105 verstellen läßt.

Aus den Fig. 6 und 7 ist die Ausbildung der in den verschiedenen Ebenen im Umfang des Pinolenkörpers 111 vorgesehenen Schlitze bzw. Nuten 134 und 135 ersichtlich. Ihre innere Begrenzung wird ebenfalls von Herzkurven 137 und 138 gebildet, die an ihrer den Anströmkanälen 130' bzw. 130" benaclibarl.cn Seite ο ine Muldo bzw. 142 haben und diametral gegenüberliegend in die Spitzen bzw. 140 auslaufen. Mulden 141 bzw. 142 und Spitzen 139 bzw. .14.0 liegen dabei auf einer gemeinsamen Radialebene 136-136, sind jedoch in- den beiden Ebenen 132 und 133 um 180° verdreht angeordnet. Jede der Mulden 141 bzw. 142 hat dabei eine sich vom Anströmkanal 130' bzw. 130" wocf symmetrisch zur Radialebenc 136-136 erweiternde Öffnuncj 143 bzw. 144, die die Verteilung der Kunststoff schmelze

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Claims

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · ÜEHD MuLLhH -"D.'oROSSE ·-p.'pOLLMEIER 10.02.1983 f.us. 66 062

Battenfeld Fischer Blasformtechnik GmbH,
Hermann-Löns-Straße 7, 5204 Lohmar 1

Patentansprüche

Pinole mit axialer Anströmung für den Dorn eines einer Strangpresse bzw. einem Extruder nachgeschalteten Schlauchkopfes zur diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Her- ·■ stellung von Schlauchabschnitten oder Schläuchen aus thermoplastischem Kunststoff, die in einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse des Schlauchkopfes an der Stirnfläche des inneren Gehäuseteils befestigt ist sowie zwischen dieser und dem von ihr getragenen Dorn mindestens eine vom Anströmkanal her in Auswärtsrichtung durchströmbare Verteilebene für die Kunststoffschmelze bildet, welche durch einen glockenartigen Spalt in den Abflußkanal zwischen dem Gehäuse und Dorn mündet, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verteilebene (32-32 und 33-33) vom Anströmkanal (30 bzw. 130', 130") ausgehende, innere Begrenzungsflächen (37 und 38) mit einem durch eine Herzkurve bestimmten, zumindestens aber herzkurvenartigen, symmetrischen Verlauf aufweisen (Fig. 3 und 4).
2. Pinole nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Herzkurve (37, 38) sich mit ihrer Mulde (41 und 42) etwa tangential an den Umfang des Anströmkanals (30) anschließen (Fig. 3 und 4).
3. Pinole nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,.

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daß mindestens zwei Verteilebenen (32-32 und 33-33) mit · Abstand hintereinanderliegen und jeweils durch sich glockenartig übergreifende Ringspalte (49, 52) in einen gemeinsamen Abflußkanal (17) münden (Fig. 1 und 5).
4. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet.

daß sämtliche Verteilebenen (32-32 und 33-33) einen gemeinsamen, zentralen Anströmkanal (30) haben (Fig. 1, 3 und 4).
5. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Anströmkanl (30) zwischen den Verteilebenen (32-32 und 33-33) eine Drosselvorrichtung (45 bzw. 60, 61) für abstimmbaren Schmelzefluß angeordnet ist (Fig. 1) .
6. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens jeweils zwei unmittelbar hintereinanderliegende Verteilebenen (32-32 und 33-33) von verschiedenen achsparallelen Anströmkanälen (130' und 130") gespeist sind (Fig. 5).
7. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Anströmkanäle (130¹ und 130") eine Drosselvorrichtung (160) für abstimmbaren Schmelzefluß vorgesehen ist (Fig. 5).
8. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet/.

daß die Symmetrio.ebene (36-36) der in den verschiedenen Verteilebenen (32-32 und 33-33) liegenden Herzkurven (37 und" 38) um die Längsachse (31-31) des Pinolenkörpers (11) zueinander winkelverdreht angeordnet sind (Fig. 3 und 4).

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9. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Herzkurven (37 und 38) in zwei unmittelbar hintereinanderliegenden Verteilebenen (32-32 und 33-33) um 180 gegeneinander winkelverdreht angeordnet sind (Fig. 3 und 4).
.10. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem von der Mulde (41 bzw. 42) der Herzkurve (37 bzw. 38) abgewendeten Umfangsbereich des Anströmkanals (30)' in die Verteilebene (32-32 und 33-33) ein Strömungsteilorgan (54 bzw. 56) hineinragt, das - vorzugsweise symmetrisch auf der Symmetrieebene (36-36) der Herzkurve (37 bzw. 38) angeordnet und/oder ausgebildet ist (Fig. 1, 3 und 4).
11. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsteilorgan (54 bzw. 56) als normal zur Verteilebene (32-32 bzw. 33-33) verstellbarer Nocken mit dem Umfangsbereich des Anströmkanals (30) zugewendeter Schneide gestaltet ist (Fig. 3 und 4).
12. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsteilorgan bzw. der Nocken (54 bzw. 56) einen strömungsgünstigen, z. B. schiffchen- oder rhombenförmigen, Querschnitt aufweist (Fig. 3 und 4).
13. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungsteilorgan bzw. der Nocken (54 bzw. 56) aus einer Begrenzungsfläche (53 bzw. 47) der Verteilebene (32-32 bzw. 33-33) vorsteht, aber mit - vorzugsweise einstellbarem - Abstand von der gegenüberliegenden Begrenzungsfläche

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(46 bzw. 51) derselben endet ( Fig. 1).
14. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens neben dem von der Mulde (41 bzw. 42) der Herzkurve (37 bzw. 38) abgewendeten Umfangsbereich des Anströmkanals (30) in die Verteilebene (32-32) ein Drosselorgan (62) hineinragt (Fig. 1).
15. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan (62) ortsfest aber auswechselbar an einer Begrenzungsfläche (53) der Verteilebene (32-32) angeordnet ist (Fig. 1).
16. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilebenen (32-32 und 33-33) durch normal zur Anströmrichtung in den Umfang des Pinolenkörpers (11 bzw. 111) hineinragende Nuten oder Spalte (34 und 35 bzw. 134 und 135) gebildet sind, und dabei auf dem Umfang des Pinolenkörpers (11 bzw. 111) jeweils zwischen der einen Begrenzungsfläche (46) einer Verteilebene (32-32) und der anderen Begrenzungsfläche (47) der nächsten Verteilebene (33-33) ein glockenartig geformter Strömungsleitkörper (48 bzw. 148) vorgesehen ist (Fig. 1 und 5).
17. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß z'wischen dem Ende des Pinolenkörpers (11) und dem von diesen getragenen Dorn (7) ein Drosselring (14, 63) koaxial und lösbar eingespannt ist (Fig. 1).

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18. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Drosselring (14, 63) durch Stellglieder (64) wenigstens partiell in Radialrichtung relativ zum Ringspalt (17) elastisch verdrückbar angeordnet und/oder ausgebildet ist (Fig. 1).
19. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtung (45; 60, 61) aus einer ortsfesten Querschnittseinschnürung (45) zwischen den Verteilebenen (32-32 und 33-33) im Anströmkanal (30) und aus einem der letzten Verteilebene (33-33) zugeordneten, verschiebbaren Kolben (60) mit schräger Endfläche (61) besteht.
20. Pinole nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (60) ,vom freien Ende des Schlauchkopfes (1) her über mit Differentialgewinde arbeitende Stellorgane (58) und eine Stange (5 9) begrenzt axial beweglich ist.

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